2013年中考物理归类专项复习五

2013年中考物理归类专项复习五热量的计算中考真题人类的祖先钻木取火，为人类文明揭开了新的一页，钻木取火的一种方法如图所示，将削尖的木棒伸到木板的洞里，用力压住木棒来回拉动钻弓，木棒在木板的洞里转动时，板与棒互相摩擦，机械能转化为内能．而热集中在洞内，不易散发，提高了木棒尖端的温度，当达到约260℃时木棒便开始燃烧，因木头是热的不良导体，故受热厚度很薄，木棒受热部分的质量只有0.25g．已知：来回拉一次钻弓需1.0s，弓长为s＝0.25m，人拉弓的力为16N，木头比热c＝2×103J/(kg·℃)，室温为20℃．问：(1)人来回拉一次钻弓克服摩擦力所做的功为多少？(2)人克服摩擦力做功使机械能转化为内能，若其中有25%被木棒尖端吸收，则1s内可使木棒尖端温度提高多少℃？(3)请你估算用多长时间才能使木棒燃烧起来？【示范解析】[来源:学科网](1)人来回拉一次钻弓克服摩擦力所做的功W＝2FS＝2×16N×0.25m＝8J；(2)木棒尖端吸收的热量Q＝ηW＝25%×8J＝2J，木棒尖端升高的温度△t＝Q/cm＝2J／[2×103J/(kg．℃)×0.25×10－3kg]＝4℃；(3)使木棒燃烧起来的时间t＝(260℃－20℃)÷4℃/s＝60s．拓展延伸1．阅读下面的短文，回答问题，太阳能热水器太阳能热水器是利用太阳能把水从低温加热到高温，以满足人们日常生活的需要．它具有安全、节能、环保等优点．如图1所示，太阳能热水器主要由两部分构成：一部分是妾许多根玻璃吸热管组成的集热器，每根玻璃吸热管由双层玻璃管组成，双层玻璃管之间是真空．如图1所示是玻璃吸热管的工作原理图，它的结构与保温瓶的玻璃内胆相似，只是在玻璃吸热管的内表面涂了一层黑色的吸热材料；另一部分是保温储水箱，保温储水箱下部与玻璃吸热管相通．玻璃吸热管工作原理如图2所示：当太阳光入射到黑色的吸热层上时，黑色吸热层能把太阳能更有效地转化为内能，将管内的水加热．向光一侧的水被加热后体积增大、密度变小而向上运动；背光一侧的水由于温度较低、密度较大而向下运动，形成冷热水循环，最终整箱水都升高至一定的温度．玻璃吸热管具有吸热保温作用．请回答以下问题：(1)玻璃吸热管内向光一侧的水吸热后体积增大、密度变小，所受到的浮力_______重力．(2)能否将黑色的吸热材料涂在玻璃吸热管的外表面上？简单说明理由．_______________________________________________________________________________________．(3)将质量为100kg初温为20℃的水加热到60℃，求这些水需要吸收多少热量？[水的比热容是4.2×103J/(kg．℃)](4)某品牌太阳能热水器集热器面积为S＝2m2，热效率为η＝40%（即热水器能将照射到玻璃吸热管上的太阳能的40%转化为水的热能），该地点太阳能辐射到地面的平均功率为P＝1.4×103W／m2（即平均每平方米每秒钟太阳辐射能为1.4×103J）．在第(3)小题中水吸收的热量由该热水器提供，求需要加热多少小时？2．能源是人类社会存在和繁荣的物质基础之一，图甲为近两个多世纪以来，人类能源消耗曲线图，图乙为某燃煤电厂全景图，请根据图中有关信息回答下列问题：(1)由图甲可知，自1950年以来，人类能源消耗的情况是_______．（选填“显著增长”、“平稳增长”、“稳中有降”或“显著减少”）(2)图乙中的电厂发电功率为1×107kW，则该电厂每小时可输出的电能是_______J；要维持这样的发电功率，该厂每小时约需燃烧5×106kg煤，这些煤完全燃烧可产生的热量是_______J；该电厂的发电效率为_______．(煤的热值为3×107J/kg)[来源:Zxxk.Com](3)煤燃烧过程中，排放到大气中的有害物质可达1.2×106kg，从环保角度分析，这种燃煤电厂存在的主要问题是_________________________________________________．(4)有位科学家开发出了“乙醇汽油”，即用玉米生产乙醇，然后以一定比例与汽油混合，就可以供汽车等作为能源使用．按照能源的分类，乙醇汽油属于_______能源，使用乙醇汽油作为能源，与使用传统汽油、柴油等相比，其明显的好处在于_______，乙醇燃烧的过程是_______能转化为内能的过程．理论上，完全燃烧28g乙醇可以产生8.4×105J的热量，如果这些热量完全被水吸收，在1个标准大气压下，可以将_______kg20℃的水加热到沸腾．（水的比热容为4.2×103J/kg·℃）(5)一汽油机在工作时的能流图如图所示．根据图中的数据计算该汽油机的效率．3．随着“西气东输”，天然气进入扬州市民家庭，小明家已经开始使用天然气了，他家原有一个电磁炉．小明想究竟使用哪种能源更划算呢？小明开始实验并收集有关数据：[来源:学§科§网](1)小明在水壶里放入5000cm3、20℃的水，记录下当时的气量表示数是134.731m3；随后点火并将火调至最大烧水，开始同步计时；当水烧至沸腾时气量表读数为134.871m3，需时24min．小明查到天然气热值约为4.0×107J/m3，单价2.2元／m3．烧开这壶水，水需要吸收多少热量？小明家天然气炉具的效率是多少？(2)小明又取相同的水在电磁炉上加热，使用功率为1000W档正常工作将水加热至沸腾，需时30min．扬州的电费价格为0.5元／度，使用电磁炉烧开这壶水，需消耗多少电能？花费多少电费？(3)你建议小明家使用哪种能源？请说明两点理由．[来源:学科网ZXXK]精要评点本主题以“钻木取火”为背景，通过拓展延伸，突出了热量计算这一主线，将能量的转化、能源的开发与利用、内能、电能、风能、太阳能、比热容、热值、热量、效率以及有关计算热量的公式（Q吸＝cm△t、Q＝mq、Q＝I2Rt、η＝Q吸/Q放）串联了起来，从中渗透了低碳生活、节能减排的理念，试题的综合性强，涉及面广，信息量大，有一定的开放性，能较好地考查学生综合应用上述的相关知识，分析和解决具体问题的能力．失分点跟踪1．在计算来回拉一次钻弓克服摩擦力所做的功时，失分在没有理解来回拉一次钴弓克服摩擦力所做功的内涵，错解为W＝FS＝16N×0.25m＝4J，导致其余解答的错误．2．在计算拓展延伸1第(4)问中水吸收的热量时，失分主要表现在没有理解太阳能辐射到地面的平均功率P＝1.4×103W/m2和热水器仅能把接收的太阳能的40%转化为水的内能的物理意义，导致加热时间的计算的错误．[来源:学|科|网]3．在回答使用哪种能源的理由时，失分在没有用数学计算的方法从效率、成本核算两个角度进行大小比较，即只能浅层次地定性分析，不能有效地进行定量计算，导致理由的表述说不透、道不明．